寶石能譜CT在骨科患者術(shù)后檢查中的應(yīng)用效果分析

趙賓，王繼紅

1.唐山市第二醫(yī)院 CT MR室， 河北唐山 063000；2.唐山市第三醫(yī)院 手術(shù)室 河北 唐山 063000

寶石能譜CT在骨科患者術(shù)后檢查中的應(yīng)用效果分析

趙賓1，王繼紅2

1.唐山市第二醫(yī)院 CT MR室， 河北唐山 063000；2.唐山市第三醫(yī)院 手術(shù)室 河北 唐山 063000

目的探討寶石能譜CT（GSICT）在骨科患者術(shù)后檢查中的應(yīng)用效果，比較該方法與常規(guī)CT掃描的圖像差異。方法選取2014年5月～2015年3月于我院骨科進(jìn)行治療的32例患者，其中20例行骨折金屬固定術(shù)，12例行人工關(guān)節(jié)固定術(shù)，均對(duì)其行GSICT掃描。采用GSIViewer軟件分析掃描結(jié)果，并對(duì)圖像進(jìn)行三維重組及金屬偽影去除，與常規(guī)CT掃描圖像進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果與常規(guī)CT掃描圖像相比，GSICT成像質(zhì)量明顯較高，金屬偽影明顯減少，可清晰呈現(xiàn)骨折復(fù)位、人工關(guān)節(jié)以及內(nèi)固定術(shù)的修復(fù)效果。結(jié)論在高的keV區(qū)，GSICT掃描可有效減少射線束硬化偽影以及金屬植入物偽影，100～140 keV為其成像最佳區(qū)間。在術(shù)后細(xì)微結(jié)構(gòu)的成像時(shí)，充分利用GSICT的合理區(qū)間可提高成像質(zhì)量。

人工關(guān)節(jié)；能譜CT；偽影

骨科患者術(shù)后進(jìn)行CT檢查時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)向周邊擴(kuò)散的星光樣及階梯狀偽影，多是由于行內(nèi)固定術(shù)時(shí)使用了金屬器件，如髓內(nèi)鋼釘、金屬置換關(guān)節(jié)及內(nèi)固定鋼板等，偽影的產(chǎn)生給CT圖像的重組帶來(lái)了極大的困難，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致誤診。臨床中曾采用雙源或雙掃描模式來(lái)處理此類問(wèn)題，雖然可以去除金屬偽影，但由于能量時(shí)間分辨率偏差，而產(chǎn)生了另一種偽影，因此在臨床中的應(yīng)用具有一定的局限性。高清能譜（Gemstone Spectral Imaging，GSI）CT可有效解決這一問(wèn)題，該技術(shù)的核心是瞬間改變kVp，在投影數(shù)據(jù)空間完成雙能量過(guò)程，并利用金屬偽影消除重建（Metal-Artifacts Reduction System，MARS）技術(shù)去除金屬偽影，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于骨科患者的術(shù)后檢查[1]。本文通過(guò)對(duì)32例骨科住院患者（其中20例行骨折金屬固定術(shù)，12例行人工關(guān)節(jié)固定術(shù)）進(jìn)行高清能譜CT術(shù)后檢查，同時(shí)使用GSIViewer軟件分析掃描結(jié)果，旨在觀察其成像質(zhì)量并與常規(guī)CT掃描圖像進(jìn)行對(duì)比，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2014年5月～2015年3月于我院骨科住院治療的32例患者，其中20例行骨折金屬固定術(shù)，男13例，女7例，年齡32～77歲，平均（53.4±7.6）歲；12例行人工關(guān)節(jié)固定術(shù)，男6例，女6例，年齡35～72歲，平均（51.7±6.8）歲。兩組患者的年齡、體重等自然情況均不存在明顯差異（P＞0.05），具有可比性。

1.2 儀器與方法

采用GE Discovery CT750 HD高清能譜CT進(jìn)行掃描，選擇骨關(guān)節(jié)GSI模式。掃描參數(shù)：管電流330 mA，管電壓120 kV，掃描野25 cm，球管轉(zhuǎn)速350 ms，間距及層厚均為5 mm，重建后單一探測(cè)器寬度0.5 mm，螺距0.95：1。采用MARS技術(shù)去除金屬偽影，掃描過(guò)程中始終固定窗位420 Hu、窗寬2200 Hu[2]。

1.3 圖像處理及觀察

為減少患者所受的輻射劑量，參與研究的患者均不再重復(fù)進(jìn)行常規(guī)CT掃描，而是將患者曾經(jīng)的常規(guī)CT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行重組[3]，包括最大密度投影（MIP）、多平面重組（MPR）、容積重建（VR）等。將GSI掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行同樣的處理，并采用GSIViewer軟件進(jìn)行分析，選出keV核實(shí)的單能圖像，并與常規(guī)CT掃描圖像進(jìn)行比較。

2 結(jié)果

常規(guī)CT掃描圖像經(jīng)處理后，30例可觀察到強(qiáng)烈金屬偽影，2例偽影有減少但仍然嚴(yán)重影響觀察。GSICT掃描圖像經(jīng)處理后，27例不存在金屬偽影，4例有輕微偽影，1例偽影較重影響觀察。常規(guī)CT掃描及GSICT掃描圖像，見(jiàn)圖1～2。

CT掃描時(shí)，金屬、內(nèi)固定釘、人工關(guān)節(jié)等體內(nèi)金屬制品的存在經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致偽影的產(chǎn)生，即使經(jīng)過(guò)多種軟件的處理也無(wú)法完全消除，大大的增加了醫(yī)師診斷的難度，甚至導(dǎo)致誤診，對(duì)骨科醫(yī)師隨訪造成了較大的困難。

GSICT掃描圖像經(jīng)過(guò)GSI與MARS功能處理后，可基本將金屬偽影完全消除，可將人體內(nèi)存在的金屬制品（如內(nèi)固定釘或人工關(guān)節(jié)）的位置、形態(tài)及其邊緣情況清晰呈現(xiàn)，可為骨科醫(yī)師的診斷提供可靠的依據(jù)，提高了病情診斷的準(zhǔn)確率，同時(shí)有利于骨科醫(yī)師對(duì)CT的復(fù)查以及術(shù)后康復(fù)情況的評(píng)價(jià)。

圖1 常規(guī)掃描CT圖像

圖2 寶石高清能譜掃描圖像

3 討論

探測(cè)器是CT最核心的部件，決定著圖像的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)近10年潛心研究的GSICT，采用寶石作為探測(cè)器材料，與傳統(tǒng)稀土陶瓷探測(cè)器和鎢酸鎘探測(cè)器相比，穩(wěn)定性高出20倍；寶石透氣性好、純度高等特點(diǎn)可保證更好的圖像質(zhì)量和更低的輻射劑量。此外，與傳統(tǒng)CT設(shè)備相比，能譜成像可實(shí)現(xiàn)單光子成像與物質(zhì)分離，經(jīng)多個(gè)臨床病例證實(shí)，GSICT能夠顯示出常規(guī)CT不能發(fā)現(xiàn)的細(xì)小病灶，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了較高的密度分辨率，對(duì)于小病灶的敏感性可與PET相媲美，在病灶的特異診斷上也有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

內(nèi)固定鋼板及人工關(guān)節(jié)造成的偽影對(duì)常規(guī)CT影響極大[4]，偽影使得成像模糊，增加了醫(yī)師診斷病情的難度，若診斷失誤而使患者過(guò)早的行走，可能致使手術(shù)失敗，若延遲了患者康復(fù)鍛煉的時(shí)間，則有可能致使患者運(yùn)動(dòng)障礙或肌肉廢用性萎縮。因此能否去除CT圖像偽影，提高圖像質(zhì)量顯得尤為重要。GSICT掃描技術(shù)可有效解決金屬偽影，提高CT的圖像質(zhì)量，該技術(shù)要求CT掃描應(yīng)同時(shí)、同向、同源采樣以得到物體的雙組投影數(shù)據(jù)，需要很高的硬件技術(shù)。該技術(shù)去除偽影的方法有2種：MARS技術(shù)、單能量成像技術(shù)[5]。MARS技術(shù)是通過(guò)軟件控制射線，使其通過(guò)金屬器件后發(fā)生失能產(chǎn)生低信號(hào)，同時(shí)處理數(shù)據(jù)，該方法可有效減少圖像偽影[6-7]；單能量成像技術(shù)結(jié)合MARS技術(shù)可如實(shí)反映金屬置入物周?chē)Y(jié)構(gòu)的CT值，CT值與距離成正比，距離越遠(yuǎn)，越能真實(shí)反映組織的CT值。

在該掃描技術(shù)的應(yīng)用中，筆者總結(jié)出100～140 keV是GSI消除金屬植入物偽影的最佳區(qū)域[8]。利用該區(qū)間可提高圖像質(zhì)量，使細(xì)微結(jié)構(gòu)也可清晰成像。但本次研究仍存在不足之處，例如，進(jìn)行GSICT掃描時(shí)需要較大的射線能量，這樣使患者所受輻射劑量大幅度增加，因此有待進(jìn)一步研究討論。

[1] 吳祥才.高清能譜CT在骨科患者術(shù)后檢查中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)工程,2014,22(2):3-4.

[2] 沈云.寶石CT能譜成像原理及其掃描射線劑量[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2012,27(9):13-16.

[3] 徐志榮,徐汀,王振洲,等.CT能譜成像新技術(shù)及應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2013,8(1):25-26.

[4] 周澤俊,胡永勝,高斌,等.多層螺旋CT圖像偽影的分析[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2008,6(5):72-73.

[5] Lee YH,Park KK,Song HT,et al.Metal artefact reduction in gemstone spectral imaging dual-energy CT with and without metal artefact reduction software[J].Eur Radiol,2012,22(6):1331-1340.

[6] 鮑麗君.能譜CT成像的臨床應(yīng)用[J].安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2012, 47(3):320-322.

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[8] 王萬(wàn)勤,劉斌,周勇,等.能譜CT最佳單能量成像去除體模對(duì)比劑硬化偽影及圖像噪聲[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2014,3(11):76-78.

An Analysis of the Application Effect of Gemstone Spectral CT Scan in Orthopedic Postoperative Examination

ZHAO Bin1, WANG Ji-hong2
1.CT and MR Room, the Second Hospital of Tangshan, Tangshan Hebei 063000, China; 2.Operating Room, the Third Hospital of Tangshan, Tangshan Hebei 063000, China

ObjectiveTo discuss the the application effect of Gemstone spectral CT scan (GSICT) in postoperative examination of patients undergoing orthopedic surgery, and compare the difference in imaging of the two methods.Methods32 patients who received orthopedic treatment between May 2014 to March 2015 in our hospital were selected. Among the 34 patients, 20 patients underwent metal fracture fixation, 12 patients underwent internal fixation of artificial joint. All the 34 patients received GSICT scan. The GSIViewer software was used for the analysis of the scan results. Three-dimensional images restructuring was carried out, metal artifact was removed. The images were then compared with the images obtained from conventional CT scan.ResultsCompared with images obtained from conventional CT scans, the GSICT has significantly better imaging quality: metal artifacts were significantly reducing, the reduction of fractures and the repair effect of artificial joints and internal fixation were clearly presented.ConclusionGSI CT scan at a high keV area can reduce beam-hardening artifacts and metal implants artifacts. The 100～140 keV is the optimal imaging range. In the process of conducting the postoperative imaging of the fine structures, imaging quality can be improved by taking full advantage of the reasonable range of GSICT.

artificial joints; gemstone spectral CT; artifacts

R814.42

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.03.017

1674-1633(2016)03-0074-02

2015-06-16

2015-07-16

作者郵箱：zhaobin438909@126.com